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漫话“古亚洲洋”(4)
2022-08-08 | 阅:  转:  |  分享 
  
漫话“古亚洲洋”(4)

胡经国



㈥、古生代:古亚洲洋形成与消亡阶段

1、早古生代:古亚洲洋生成与演化

有关研究者指出,在早古生代的寒武纪,除了北侧唐巴勒地区出现洋盆以外,该区仍然处于稳定时期,主要是以含磷的碎屑岩夹生物灰岩沉积为主的滨海、浅海环境。

在奥陶纪,该区进入了古亚洲洋形成和发展时期。在伊犁盆地北缘霍城-哈希勒根达坂一带,奥陶纪早期地壳逐渐发生拉张;中奥陶世在博罗科洛地区形成岩浆型被动陆缘。王宝瑜等(1997)曾认为,该带奥陶纪为博罗科洛早期裂陷盆地,未出现洋盆。而肖序常等(2005)则认为,该带为哈萨克斯坦-准噶尔板块内部的准噶尔-巴尔喀什微板块和穆云库姆-克齐尔库-伊犁微板块间的对接带。根据有关研究者对该带的断裂系统众多地质特征综合研究表明,该带有来自地幔的洋壳型超镁铁岩(哈希勒根达坂的二辉橄榄岩)以及奥陶纪伸展型被动陆缘到志留纪活动陆缘斜坡相的火山岩系等地质特征,佐证了该带曾经在奥陶-志留纪与西邻哈萨克斯坦的楚-伊犁、肯达塔奥陶-志留纪洋区是相通的,向东与干沟-康古尔塔格奥陶-志留纪洋(李文铅等,2000)连为一起,形成长达上千千米的洋区。该区伊犁洋于晚志留世通过双向俯冲而最终封闭。

南天山地区洋区的形成要略晚于伊犁洋;早奥陶世受伊犁洋即将打开的拉张应力的影响,在那拉提山西段有非造山“A”型钾长花岗岩侵入。中奥陶世在那拉提山南缘元古宙缝合带部位又一次出现拉张过程;在拉尔敦达坂地区伴有第二次“A”型钾长花岗岩侵入。晚奥陶世为洋盆形成期,在那拉提山南缘拉张带上由北向南逐渐打开。早志留世南天山洋开始向北与乌孙-阿吾拉勒微板块俯冲,在位于那拉提古陆缘北侧的菁布拉克一带产生局部拉张环境,有含铜镍矿的基性-超基性岩呈底辟形式侵位(张作衡等,2007)。

从该区东部邻区所出露的蛇绿混杂岩带来看,由北而南出现:古洛沟-乌瓦门、榆树沟-铜花山、霍拉山-库勒以及黑英山-满达勒克-色牙克依拉克蛇绿混杂岩带等。值得注意的是,那拉提山南缘缝合带向东,沿着古洛沟-乌瓦门-包尔图-拱拜子一线的断裂上,除了残存蛇绿岩混杂体以外,还断续地出露一套非蛇绿岩型基性-超基性杂岩体,其侵入时代为前寒武纪及古生代(姜常义等,2000)。因此,作为中、南天山构造带重要分界线的深断裂带曾经是一条超长期的活动带。董云鹏等(2005)研究了乌瓦门蛇绿岩形成的构造环境,并且提出将榆树沟蛇绿岩带与乌瓦门-拱拜子构造带相连。但是,这一观点值得商榷。因为,榆树沟蛇绿混杂岩带北侧的中天山南缘断裂带大片出露志留纪岛弧火山岩及碎屑岩和大理岩,并且被泥盆纪花岗岩侵入,其中尚有角闪片岩构造岩块,推断该区带也是早古生代的构造堆叠混杂带。由此,从榆树沟蛇绿混杂岩带在空间构造格局展布上来看,它应为一条独立的蛇绿岩带。有关研究者认为,该带向西可能隐伏在哈尔克山北坡构造带内,再向西有可能与邻区吉尔吉斯斯坦伊内里切克套山南缘早、晚古生代叠加的俯冲-叠接带相连的观点(何国琦等,2000,2001)需要深入研究。库勒蛇绿岩为最南侧蛇绿岩带,其形成时代被龙灵利等(2006)经SHRIMP锆石U-Pb测年确定为中志留世(425±8Ma),从而改变了关于该蛇绿岩形成于泥盆纪(高俊等,1996)的认识。另外,下石炭统野云沟组不整合于蛇绿岩之上这一现象的发现(冯新昌等,2005),以及蔡东升等(1996)在研究塔北及塔中的地震剖面时证实了石炭纪韦宪期的地层与下伏地层不整合关系的事实,库勒窄洋盆经历时限为志留纪。该带向西南能否与阔克萨彦岭巴雷公蛇绿岩(王超等,2007)相连值得关注。

根据综合分析,南天山洋盆的演化有由北向南逐渐变新的趋势。这就意味着,塔里木古陆北缘前寒武纪基底从晚奥陶世到晚志留世从北向南呈后退式不断裂开增生,并且脱离了塔里木古陆,形成3条宽带状具有碳酸盐岩台地性质的水下岛链夹于海槽之间。其中,在岛链与海槽及洋区交界的斜坡部位,出现含有碳酸盐岩滑混岩块及具有浊流特征的泥砂质深海沉积。

南天山洋与岛链相同的构造格局,在形成与消亡过程中,经历了复杂构造热事件及变形折返机制。南天山那拉提南缘洋盆,根据长阿吾子蛇绿岩的辉石40Ar-39Ar坪年龄439Ma(郝杰等,1993),代表该带蛇绿岩的形成年龄。在同一构造带的哈尔克山北坡,特克斯蓝片岩中多硅白云母40Ar-39Ar坪年龄为415.37±2.17Ma(高俊等,1994),硬柱石蓝闪片岩相变质年龄为415~408Ma(高俊等,1996),代表了俯冲期年龄值。那拉提山高温低压碰撞花岗岩的年龄为378Ma,并且一直延长到327Ma(蔡东升等,1996);长阿吾子高压低温变质带蓝片岩的年龄为350.89±1.96Ma(肖序常等,1992)。上述同位素年龄值都反映了那拉提山南缘洋盆经历了泥盆纪至早石炭世陆-陆碰撞作用。据董云鹏等(2005)研究,榆树沟蛇绿岩带形成时限为晚奥陶世(440±18~439Ma),其中高压麻粒岩相变质蛇绿岩地体可以看作大洋岩石圈俯冲至40~50km的深处地壳经受变质后抬升后出露于现今地表的特殊地体(其SHRIMP锆石U-Pb年龄392±7Ma)(周鼎武等,2004);该带碰撞型花岗岩时代为420~350Ma。因此,该区洋盆向北俯冲事件应发生于中志留世,碰撞作用发生于晚泥盆世,并且于晚石炭世进入碰撞后的陆内造山演化阶段。

2、晚古生代:古亚洲洋消亡

在西天山地区,从泥盆纪开始进入了新的构造演化期。早泥盆世,在博罗科洛地区转入伊犁洋关闭以后的挤压抬升造山阶段;同时发生由南向北的逆冲推覆构造,并且有花岗岩侵位。由此,古亚洲洋的板块运动进入了早期碰撞造山阶段。

南天山地区仍是沉积区;霍拉山-库勒微洋盆已关闭。从在其南缘黑英山-满达勒克蛇绿混杂岩带硅质岩中所发现的泥盆纪-早石炭世放射虫化石(舒良树等,2007;李玮等,2007)来看,这是一个泥盆纪最晚时期的窄洋盆;其他地区仍然处于碳酸盐岩台地夹海槽环境。

中、晚泥盆世,博罗科洛地区进入造山以后的松弛阶段;巴音沟一带裂陷最深,为早石炭世北天山巴音沟裂陷洋盆奠定了基础。

早石炭世,艾比湖-巴音沟一带拉张成洋;洋区南缘的被动陆缘上为别珍套-汗吉尕碳酸盐岩浅海盆地。伊犁盆地一带经受了急剧拉张作用,形成一系列张性断陷火山沉积盆地;著名的阿希金矿赋存于弧后型吐拉苏断陷火山盆地的北缘。根据野外构造和火山岩物质组分特征分析,阿希金矿的形成与火山活动终止之后的含Au热液沿火山机构边缘断裂对流上涌沉淀作用有关。

中石炭世早期,巴音沟洋发生双向俯冲作用;其南缘发育了典型的沟-弧-盆体系。通过对野外剖面的分析,该区构造格局由北向南可划分为:①、巴音沟-芦苇沟海沟-俯冲蛇绿杂岩带;②、奎屯河洋缘火山弧;③、三岔河弧前盆地;④、达巴特岛弧;⑤、吐拉苏弧后断陷火山盆地。

上述中石炭世达巴特岛弧,是在早石炭世被动陆缘的浅海碳酸盐岩台地上演化起来的。该时期的成矿作用有:蛇绿岩中超镁铁质堆晶杂岩中的铬铁矿矿化,达巴特岛弧上的小型斑岩型Cu-Mo矿床,同一构造带上的喇嘛苏斑岩-矽卡岩型中型铜矿床也是在该时期形成的。

中石炭世晚期,北天山(巴音沟)微洋盆俯冲消减以后形成具有浊流沉积特征的残留海槽沉积环境。伊犁盆地区中石炭世处于开合交替以拉张为主的动力环境而强烈断陷,构成裂谷型火山-沉积盆地。南天山地区由早石炭世到中石炭世具有残留海特征的碳酸盐岩浅海盆地不断萎缩,直至晚石炭世最终消亡。

晚石炭世,该区经历了晚期的陆-陆碰撞造山运动。南天山的全区抬升隆起;北、中天山地区大型花岗岩岩基侵位于构造隆起区,并且在相应低洼地带充填了磨拉石相粗碎屑物。这时,含矿岩浆活动作用极为活跃,在伊犁裂谷带有火山热液-沉积型新源县式可布台铁矿床赋存于硅质岩中。

在晚石炭世最终的陆-陆碰撞作用以后,随之地壳深处的壳幔物质之间遭受激烈交换而上涌;早二叠世,在伊犁盆地和阿拉套山、汗吉尕山一带,由于上涌岩浆喷溢作用而塌陷成为裂谷盆地。早二叠世末,伊犁裂谷带经历了一次短期关闭以后又重新打开,但是火山活动逐渐减弱。二叠纪在伊犁裂谷带,铜矿化现象极为明显;其中,在阿吾勒拉山有克斯布拉克、群吉萨依、克孜勒克藏南、穷布拉克等小型铜矿床。它们都与早二叠世末的次火山岩浆侵入的热液活动密切相关。

二、古亚洲构造域

㈠、概述

古亚洲构造域(PalaoAsianTectonicDomain),是指在古亚洲洋动力体系作用下形成的一个构造域。它是一个古生代构造域,控制中国古生代的大地构造发展和矿产分布规律。

古亚洲构造域包括:萨彦-额尔古纳造山系、天山-兴安造山系、乌拉尔-南天山造山系、昆仑-祁连-秦岭造山系,以及挟持于其间的塔里木准地台和中朝准地台等。

古亚洲构造域的动力学特征是:以近南北向(按现位)的伸展和挤压作用为主;经历兴凯、加里东和华力西三个旋回的演化。

早寒武世末兴凯造山旋回,萨彦-额尔古纳洋封闭,西伯利亚活动大陆边缘增生,而冈瓦纳被动陆缘一侧的古中国地台则裂解,使古亚洲洋向南扩展,形成斋桑-南蒙古-兴安、乌拉尔-南天山以及天山-北山、昆仑-祁连-秦岭等洋盆。经加里东旋回到华力西旋回之演化,石炭纪-二叠纪时古亚洲洋封闭,西伯利亚与冈瓦纳两个巨型大陆的复杂大陆边缘碰撞形成古亚洲大陆,古亚洲构造域演化历史结束。

㈡、萨彦-额尔古纳造山系

萨彦-额尔古纳造山系(SayanErgunOrogenicSystem),是经早、中寒武世萨拉伊尔运动形成的造山系。它西起萨彦岭,经蒙古北部,延伸到额尔古纳河流域;呈弧形环绕在西伯利亚克拉通南侧。它的形成标志着古亚洲洋演化第一阶段(第一代古亚洲洋,即萨彦-额尔古纳元古亚洲洋)的结束和劳亚大陆显生宙演化的开始。

该造山带包括:图瓦-蒙古地块、北蒙古-维季姆造山带、雅布洛诺夫地块、西萨彦-湖区造山带、中蒙古-额尔古纳造山带、萨拉伊尔造山带和阿尔泰造山带等7个次一级构造单元。

㈢、天山-兴安造山系

天山-兴安造山系(TianshanHingganOrogenicSystem),是一个华力西造山系,其主体位于中国及蒙古国境内,是由于斋桑-南蒙古-兴安洋封闭而形成的造山系。它主要为华力西造山系,但是包含一部分由加里东运动形成的造山带。

该造山系分为:斋桑-准噶尔造山带、南蒙古-兴安造山带、成吉思造山带、巴尔喀什-伊犁地块、纳曼-贾拉依尔造山带、科克切塔夫地块、伊塞克地块、卡拉套-中天山造山带、北天山造山带、温都尔庙造山带、吉黑镶嵌地块、北山-内蒙古-吉林造山带等12个次一级构造单元。其中,吉黑镶嵌地块由松花江地块、布列亚-佳木斯地块、张广才岭造山带和兴凯地块组成。

㈣、乌拉尔-南天山造山系

乌拉尔-南天山造山系(UralSouthTianshanOrogenicSystem),是由于乌拉尔-南天山洋封闭后而形成的华力西造山系。

乌拉尔-南天山造山系位于科克切塔夫-伊塞克地块与俄罗斯、塔里木克拉通之间;其主体部分——乌拉尔造山带,构成欧亚两大洲界线。

该造山系分为:乌拉尔造山带、阿赖造山带、南天山造山带和卡拉库姆地块等4个次一级构造单元组成。

㈤、昆仑-祁连-秦岭造山系

昆仑-祁连-秦岭造山系(KunlunQilianQinlingOrogenicSystem),位于昆仑山、祁连山和秦岭山区,是经古亚洲洋和特提斯两大动力体系叠加复合而形成的、结构十分复杂的、呈近东西向展布的造山系。它向西经帕米尔、科佩特、高加索与欧洲华力西造山系相连;向东经大别山,跨郯庐断裂带,再经苏北-胶南地区;最东到达朝鲜临津江流域。

该造山系由西昆仑、东昆仑、阿尔金、祁连、秦岭-大别和苏胶-临津等6个造山带组成。

昆仑-祁连-秦岭造山系的构造复杂。既包含有加里东造山带(祁连造山带、东昆仑造山带北带、秦岭-大别造山带北带),又包含有华力西造山带(西昆仑造山带北带、东昆仑造山带和秦岭-大别造山带中带)以及印支造山带(西昆仑造山带南带、东昆仑造山带南带、秦岭-大别造山带南带)。

大别山与苏北-胶南地区的高压、超高压变质岩已经闻名于世;柴达木北缘又相继发现高压榴辉岩带。高压与超高压变质带的存在为该造山系的最大特征。

㈥、塔里木地块

塔里木地块(Tarimblock)位于中国新疆塔里木盆地。其西北和东北以天山为界;西南以西昆仑山为屏;东南为阿尔金山。它是中国最大的地块盆地。该地块的基底构造相当复杂,南部边缘出露元古宙结晶片岩,北部边缘有太古宙和古、中元古代的结晶杂岩;其上为褶皱变质的南华系、震旦系和古生界浅变质盖层。盆地西南有晚古生代地槽褶皱;整个断陷盆地在中、新生代形成。中、新生界厚达数千米;在四周山麓形成很深的槽形盆地,中部形成一个潜伏的拱起。

塔里木地块是介于天山造山带和昆仑造山带之间的一个地块,其面积达56万平方公里,故又有人称其为塔里木地台(或准地台)。现有资料已经证实,塔里木具有古老的前寒武纪的结晶基底,已获得了33亿年的年龄。从中元古代开始,形成稳定的地台盖层型的沉积,一直持续到古生代晚期。中新生代它成为一个巨型的内陆盆地,可见到两侧山系向盆地内逆冲的现象。这表明,自新生代以来,这里也是一个处于挤压体制下的内陆盆地。

塔里木盆地现已是中国重要的油气资源地。由于塔里木盆地覆盖着巨大的塔克拉玛干沙漠,因而特殊的沙漠地貌和景观,形成了许多具有西域特色的旅游地质景观。

塔里木地台(TarimPlatform),北邻天山,南接昆仑山的塔里木盆地,是一个前寒武纪地台。

该地台大部分被新生代沉积覆盖;基底和古生代盖层主要出露于北部边缘的柯坪、库鲁克塔格等地。在库鲁克塔格基底中有三个重要的不整合面,即:下元古界兴地塔格群与太古宇托格拉格布拉克群之间、上元古界杨吉布拉克群与下元古界兴地塔格群之间,以及库鲁克塔格冰碛层与上元古界爱尔基干群之间的不整合面。此冰碛层与南沱冰碛层相当。在爱尔基干群中,有新元古代叠层石,因此它也是在扬子旋回最终形成的。该地台盖层经历了多次构造变动。其中,最重要的构造变动有两次,即:华力西运动形成古生界盖层褶皱;喜马拉雅运动使中、新生代地层褶皱。

㈦、中朝地块

中朝构造域是早古生代(寒武纪、奥陶纪、志留纪的合称)中国五个构造域之一。这一构造域因只含有中朝板块(地块)而得名。

在中元古代的初期,西域构造域各地块和中朝板块共同组成了亲中朝构造域,为中元古代中国四个构造域之一。但是,西域构造域的一些地块(主要是塔里木地块和柴达木地块)在中元古代和古中朝板块(当时还包括阿拉善地块)发生分离。以后,它们虽然在青白口纪又重新拼合到一起,但是在南华纪-震旦纪又再次裂离(这时阿拉善地块也裂离)。之后,中朝构造域即仅有中朝板块。

中朝板块在古生代的大部分时间里,一直处于孤立、稳定的状态。早古生代的祁连运动(或者借用欧美地区的术语,称为加里东运动)对于中朝板块没有影响。直到早二叠纪末期,中朝板块才和亲西伯利亚构造域各地块及西域板块一起与劳亚板块发生碰撞,形成天山-兴安碰撞带,而合并到了劳亚板块之上。这个构造活动,在中国称为天山运动,或者借用欧美地区的术语,称为海西运动或华力西运动。

中朝准地台(SinoKoreanParaplatform),是总体呈三角形,并且以深断裂与相邻单元分界;包括:中国华北、东北南部、渤海以及朝鲜北部等地。2022年7月27日编写于重庆

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(本文系胡经国图书...原创)